Il germogliamento è una forma di riproduzione asessuata di organismi in cui si verifica una divisione ineguale. I nuovi organismi "sporgono" dai genitori come protuberanze, gemme o gemme, fino al momento in cui avviene la separazione totale.
Il germogliamento si verifica in diversi phyla di eucarioti e procarioti, dai batteri agli cnidari. Questa forma di riproduzione è particolarmente importante in funghi, batteri, animali come spugne e meduse o cnidari.
Fotografia di un esemplare di Hydra viridissima durante il processo di germogliamento (Fonte: Peter Schuchert tramite Wikimedia Commons)
Il germogliamento è un tipo di riproduzione che si trova frequentemente negli organismi con gruppi coloniali, poiché rappresenta un vantaggio evolutivo per stabilirsi in nuovi habitat e formare nuove colonie.
Per gli organismi multicellulari coloniali, la riproduzione per gemmazione rappresenta un notevole vantaggio, soprattutto subito dopo calamità naturali, poiché sono in grado di rigenerare l'intera colonia in un breve periodo di tempo e da un singolo individuo.
Sebbene la riproduzione per gemmazione abbia molti vantaggi, può causare un deterioramento della variabilità genetica delle specie, poiché la generazione di un'intera popolazione di cloni li rende molto suscettibili agli agenti patogeni, ai cambiamenti di pH e temperatura, salinità, ecc.
caratteristiche
La riproduzione per gemmazione è uno dei tipi di riproduzione asessuata più frequentemente osservati nei microrganismi. Questa riproduzione consente loro di originare più cloni di se stessi completamente sviluppati metabolicamente e in brevi periodi di tempo.
Tutti i figli in erba hanno sviluppato organi simili a quelli dei loro genitori. La separazione dal genitore non avviene naturalmente fino a quando la prole nascente sul nascere non ha organi o organelli completamente sviluppati.
Al momento della separazione delle gemme e dei genitori, si osserva una netta differenza di dimensioni tra loro (i figli sono molto più piccoli). Tuttavia, in un breve periodo di tempo questa prole può raggiungere le dimensioni del genitore.
Tipi di germogliamento
In molti degli organismi che hanno questo tipo di riproduzione asessuata, si possono distinguere due tipi di germogliamento:
sol
Si verifica comunemente quando le condizioni ambientali sono piene o favorevoli alla vita dell'organismo e quindi l'individuo inizia a moltiplicarsi gemmando per aumentare la dimensione della popolazione e sfruttare la maggior quantità di risorse.
sol
Si verifica in risposta a condizioni sfavorevoli ed è quando gli organismi rilevano queste condizioni e, come una sorta di radiazione di sopravvivenza, cercano di rispondere alla condizione avversa aumentandone il numero (aumentando la possibilità di lasciare prole).
Alcuni zoologi ritengono che la definizione di germogliamento sia alquanto ambigua all'interno del regno animale, poiché molti autori includono all'interno del concetto processi come il germogliamento dei tentacoli dei polipi nei coralli, dei proglottidi della tenia o di un terzo segmento in anellidi.
Tutti questi esempi rientrano nella definizione di germogliamento, poiché sono tutti individui o intere parti che germogliano su un genitore con una certa indipendenza dal corpo che li dà origine.
Processi
Nel processo di germogliamento, è possibile osservare almeno cinque fasi condivise per tutti gli organismi, sia negli organismi unicellulari che multicellulari:
1- La cellula progenitrice aumenta il volume del suo citosol tra la metà e un quarto in più rispetto al volume normale.
2- Un rigonfiamento, gemma o gemma inizia a formarsi all'esterno della cellula che ha aumentato il suo volume citosolico. Nel caso in cui l'organismo abbia una parete cellulare, si osserva una diminuzione dei suoi componenti e la sintesi di un nuovo involucro attorno alle cellule figlie, proprio nel punto in cui inizia ad essere osservata la protrusione.
3- Nel momento in cui la protuberanza è più significativa, avviene una migrazione del nucleo verso il lato di essa. Una volta che il nucleo della cellula è posizionato alla periferia della cellula rispetto alla gemma nascente, entra in un processo mitotico, per finire per formare due esattamente gli stessi nuclei.
4- Il nucleo della cellula progenitrice migra indietro al centro della cellula iniziale e il secondo nucleo è posizionato al centro della gemma o gemma. Subito dopo quel momento, la struttura originale della parete cellulare o della membrana in cui ha avuto origine la gemma o il germoglio inizia a rigenerarsi nella cellula progenitrice.
5- Infine, la parete cellulare del tuorlo e la cellula progenitrice finiscono di indurirsi e quando questo passaggio è completato, entrambe le cellule diventano indipendenti l'una dall'altra.
Fotografia del processo di germogliamento di un corallo (polipi) (Fonte: NOAA tramite Wikimedia Commons)
In molti organismi come idre, coralli e spugne, l'ultimo passaggio potrebbe non verificarsi, poiché esiste una certa continuità citosolica tra i genitori e la prole. Tuttavia, questi discendenti hanno completa indipendenza in molte funzioni, come il cibo, per esempio.
Esempi
Molti tipi di batteri hanno la capacità di riprodursi germogliando. I batteri patogeni del genere Rickettsia e molte specie di protozoi di amebe ed euglenozoi si riproducono principalmente per gemmazione.
lieviti
Si può dire che i lieviti siano una delle "regine" del germogliamento, poiché questo è il modo in cui si riproducono costantemente. Anche nelle immagini di lievito presentate nella maggior parte dei libri di testo, si possono vedere piccole protuberanze o gemme sulla superficie cellulare.
Lieviti durante la riproduzione asessuata in erba (Fonte: Bookofjude, tramite Wikimedia Commons)
Il mare schizza
Per gli organismi invasivi, la riproduzione in erba porta molti vantaggi, poiché consente loro di diffondersi rapidamente e colonizzare vaste aree. È il caso degli schizzi di mare, che si riproducono costantemente per germogliamento.
Gli schizzi di mare sono classificati da molti zoologi come "meta organismi" costituiti da più cloni dello stesso individuo. Questi meta organismi sono conosciuti come colonie e ciascuno dei cloni in una colonia è chiamato " zooids ".
Hydras
Uno degli organismi multicellulari modello per lo studio della riproduzione per gemmazione sono le idre, poiché sono facili da tenere in cattività e si riproducono costantemente.
Schema del processo di germogliamento di un'idra (Fonte: A.houghton19 tramite Wikimedia Commons)
Nelle idre si può osservare come, dal peduncolo iniziale, iniziano a "germogliare" nuovi polipi che, pur rendendo il loro intero metabolismo indipendente dall'organismo genitore, rimangono attaccati ad esso. Si discute ancora se siano organismi che formano colonie o se semplicemente non abbiano un meccanismo che separa i germogli dai genitori.
Il phylum Cniaria, che comprende coralli, meduse e idre, è forse il gruppo di organismi multicellulari con la più alta frequenza di riproduzione asessuata per gemmazione, poiché questo tipo di riproduzione è essenziale per la crescita e la dispersione degli organismi coloniali.
Riferimenti
- Brusca, RC e Brusca, GJ (2003). Invertebrati (n. QL 362. B78 2003). Basingstoke.
- Gray, A. (1871). Sulla gemmazione ipocotiledonaria. Journal of Natural History, 8 (45), 220-220.
- Hickman, CP, Roberts, LS e Hickman, FM (1984). Principi integrati di zoologia. Times Mirror.
- Monniot, C. (1992). Nouvelle-Calédonie Ascidies. XI. Phlébobranches e Stolidobranches du plateau des Chesterfield. Bulletin du Muséum National d'Histoire Naturelle. Parigi (4) A, 14, 3-22.
- Solomon, EP, Berg, LR e Martin, DW (2011). Biologia (9a edizione). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.
- Von Wagner, F. (1892). VI.-Osservazioni generali sulla fissione e gemmazione nel regno animale. Journal of Natural History, 10 (55), 23-54.
- Willey, JM, Sherwood, L. e Woolverton, CJ (2008). La microbiologia di Prescott, Harley e Klein. McGraw-Hill Higher Education.